CN106933433B - 一种触控传感器及触控传感器的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控传感器及触控传感器的制备方法，所述触控传感器包括：第一基板、第一支撑台、第一电极层、柔性层、第二支撑台、第二电极层；第一支撑台立于第一基板上，第一电极层覆盖在第一支撑台表面；第二支撑台立于柔性层上，第二电极层覆盖在第二支撑台表面；第一基板和柔性层平行设置，且不接触；相邻两个第一支撑台之间构成一个容纳空间，当柔性层受到一个指向第一基板的力时，第二支撑台进入容纳空间，第二支撑台的一个面和相邻第一支撑台的一个面之间形成电容结构。本申请的触控传感器能够精确检测正向压力和切向力的大小和位置。

Description

一种触控传感器及触控传感器的制备方法

技术领域

本发明涉及触控传感器领域，特别是涉及一种触控传感器及触控传感器的制备方法。

背景技术

传统的平板触控传感器大多采用由面板、芯材、胶合层组成的三明治结构方法，其在性能上过分依赖于材料的性能(例如有些材料对力的相应表现出非线性特征)，并且由于结构的局限性，平板触控传感器的功能往往不如人意。在加工方面，由于过分依赖于材料本身的特性，而材料所选用类型、生产加工工艺均不相同，导致传统的平板制备工艺与所研究的传感器工艺不能兼容。

目前，一些平板触控传感器虽然实现了能够感应不同方向上所施加应力的功能，但依然存在精确度低、可靠性差的问题。(单电容式压力传感器：它由圆形薄膜与固定电极构成。薄膜在压力的作用下变形，从而改变电容器的容量，其灵敏度大致与薄膜的面积和压力成正比而与薄膜的张力和薄膜到固定电极的距离成反比。)

随着人们对触控传感器的要求越来越高，既能够实现触控感应又能够准确定位并测量出实际压力大小的传感器受到了广大科研人员的关注。然而，目前平板显示屏中使用的电容传感器只能检测触控位置而不能检测力的大小，并且不能检测到切向力。

发明内容

本发明的目的是提供一种触控传感器及触控传感器的制备方法，用来解决平板显示屏中使用的电容传感器只能检测触控位置而不能检测力的大小，同时也不能检测到切向力的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种触控传感器，包括：第一基板、第一支撑台、第一电极层、柔性层、第二支撑台、第二电极层；

多个所述第一支撑台立于所述第一基板上，所述第一电极层覆盖在所述第一支撑台表面；

多个所述第二支撑台立于所述柔性层上，所述第二电极层覆盖在所述第二支撑台表面；

所述第一基板和所述柔性层平行设置，且不接触；

相邻两个所述第一支撑台之间构成一个容纳空间，当所述柔性层受到一个指向所述第一基板的力时，所述第二支撑台进入所述容纳空间；所述第二支撑台进入所述容纳空间后，所述第二支撑台的一个面和相邻所述第一支撑台的一个面之间形成电容结构。

可选的，所述第二支撑台至少有一个面为平面。

可选的，所述第一支撑台和所述第二支撑台的形状相同。

可选的，所述第一支撑台为梯形结构，所述第二支撑台为梯形结构。

可选的，所述第一支撑台的台面所处的直线和所述第二支撑台的台面所处的直线的距离小于1mm。

可选的，所述第一基板为硬质材料，所述第一支撑台和所述第二支撑台均为绝缘材料，所述第一电极层和所述第二电极层均为导电材料。

可选的，所述柔性层的材料为聚酰亚胺，所述第一基板的材料为玻璃，所述第一电极层的材料为钼、铝、银、铜、氧化铟锡中的一种或多种，所述第二电极层的材料为钼、铝、银、铜、氧化铟锡中的一种或多种。

一种触控传感器的制备方法，具体步骤为：

选择一个洁净的玻璃基板作为第一基板；

在所述第一基板上采用微纳技术加工出多个第一支撑台；

在所述第一支撑台上加工第一电极层，得到下电容层；所述下电容层包括第一基板、第一支撑台和第一电极层；

在另一个洁净的玻璃基板上加工柔性层；

在所述柔性层上采用微纳技术加工出多个第二支撑台；

在所述第二支撑台上加工第二电极层；

将所述柔性层从所述玻璃基板上剥离，得到上电容层，所述上电容层包括柔性层、第二支撑台和第二电极层；

将所述上电容层和所述下电容层进行组装，相邻两个所述第一支撑台之间构成一个容纳空间，当所述柔性层受到一个指向所述第一基板的力时，所述第二支撑台进入所述容纳空间；所述第二支撑台进入所述容纳空间后，所述第二支撑台的一个面和相邻所述第一支撑台的一个面之间形成电容结构；所述第一支撑台和所述第二支撑台是形状相同的梯形结构，所述第一支撑台的台面所处的直线和所述第二支撑台的台面所处的直线的距离小于1mm。

可选的，所述在所述第一支撑台上加工第一电极层，具体包括：

采用磁控溅射技术在所述第一基板和所述第一支撑台表面覆盖一层导电材料；

采用刻蚀技术将所述第一基板上的导电材料去除，形成第一电极层。

可选的，所述在另一个洁净的玻璃基板上加工柔性层，具体包括：

在另一个洁净的玻璃基板上旋涂一层厚度均匀的柔性材料；

对所述柔性材料进行烘烤处理，形成柔性层。

可选的，所述在所述第二支撑台上加工第二电极层，具体包括：

采用磁控溅射技术在所述柔性层和所述第二支撑台表面覆盖一层导电材料；

采用刻蚀技术将所述柔性层上的导电材料去除，形成第二电极层。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

1、本发明提供的触控传感器采用梯形结构并且上下交错排列，在受到正向压力后梯形台位置下降，使得上下相邻的两个梯形台之间的电容产生变化，通过电容变化以及材料的受力变形特性可以计算出压力的大小；同时由于不同位置的变形不同，可以检测出受力位置。

2、本发明提供的触控传感器，在受到切向力时一个梯形台左右两侧构成电容的间距发生变化，同样能检测出切向力的大小及位置。

3、本发明触控传感器的提供的梯形结构相较于长方体的设计，在受到相同力的作用，产生相同的变形量时，能够产生更大的电容变化量，从而达到提高敏感度的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例支撑台为矩形的触控传感器的结构图；

图2为本发明实施例支撑台为梯形的触控传感器的结构图；

图3为本发明实施例支撑台为梯形的触控传感器受到正向压力时的结构变形图；

图4为本发明实施例支撑台为梯形的触控传感器受到切向力时的结构变形图；

图5为本发明触控传感器制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种触控传感器及触控传感器的制备方法，用来解决平板显示屏中使用的电容传感器只能检测触控位置而不能检测力的大小，同时也不能检测到切向力的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例支撑台为矩形的触控传感器的结构图；图2为本发明实施例支撑台为梯形的触控传感器的结构图；图3为本发明实施例支撑台为梯形的触控传感器受到正向压力时的结构变形图；图4为本发明实施例支撑台为梯形的触控传感器受到切向力时的结构变形图。

如图1-图4所示，所述触控传感器包括第一基板10、第一支撑台20、第一电极层30、柔性层40、第二支撑台50、第二电极层60；多个所述第一支撑台20立于所述第一基板10上，所述第一电极层30覆盖在所述第一支撑台20表面；多个所述第二支撑台50立于所述柔性层40上，所述第二电极层60覆盖在所述第二支撑台50表面；

所述第一基板10和所述柔性层40平行设置，且不接触；

相邻两个所述第一支撑台20之间构成一个容纳空间，当所述柔性层40受到一个指向所述第一基板10的力时，所述第二支撑台50进入所述容纳空间；所述第二支撑台50进入所述容纳空间后，所述第二支撑台50的一个面和相邻所述第一支撑台20的一个面之间形成电容结构。

进一步的，所述第二支撑台50至少有一个面为平面。

进一步的，所述第一支撑台20和所述第二支撑台50的形状相同。

进一步的，所述第一支撑台20为梯形结构，所述第二支撑台50为梯形结构。梯形结构相较于长方体的设计，在受到相同力的作用，产生相同的变形量时，能够产生更大的电容变化量，从而达到提高敏感度的作用。

进一步的，所述第一基板10为硬质材料，所述第一支撑台20和所述第二支撑台50均为绝缘材料，所述第一电极层30和所述第二电极层60均为导电材料。

进一步的，所述柔性层40的材料为聚酰亚胺，所述第一基板10的材料为玻璃，所述第一电极层30的材料为钼、铝、银、铜、氧化铟锡中的一种或多种，所述第二电极层60的材料为钼、铝、银、铜、氧化铟锡中的一种或多种。

如图3所示，当柔性层40受到一个指向第一基板10的力时，第二支撑台50下降，进入到两个第一支撑台20构成的容纳空间，与相邻两侧的第一支撑台20的梯形边组成电容结构，上下相邻的两个梯形台之间的电容产生变化，通过电容变化以及材料的受力变形特性可以计算出压力的大小；同时由于不同位置的变形不同，还可以检测出受力位置。

如图4所示，当柔性层40受到切向力时，第二支撑台50与左右两侧的第一支撑台构成的电容间距发生变化，同样通过电容的变化能检测出切向力的大小及位置。

本发明触控传感器的提供的梯形结构的支撑台相较于长方体的设计，在受到相同力的作用，产生相同的变形量时，能够产生更大的电容变化量，从而达到提高敏感度的作用。

本申请从触控传感器的结构入手，打破了结构的局限性，使其精度的提高不再过分依赖于材料本身的特性，解决了传统的平板制备工艺与所研究的传感器工艺不能兼容的问题。

图5为本发明触控传感器制备方法的工艺流程图。如图5所示，一种触控传感器的制备方法，具体步骤为：

步骤101，选择一个洁净的玻璃基板作为第一基板；

步骤102，在所述第一基板上采用微纳技术加工出多个第一支撑台；

步骤103，在所述第一支撑台上加工第一电极层，得到下电容层；所述下电容层包括第一基板、第一支撑台和第一电极层；

在所述第一支撑台上加工第一电极层，具体过程为：

采用磁控溅射技术在所述第一基板和所述第一支撑台表面覆盖一层导电材料；

采用刻蚀技术将所述第一基板上的导电材料去除，形成第一电极层。

步骤104，在另一个洁净的玻璃基板上加工柔性层，具体包括：

在另一个洁净的玻璃基板上旋涂一层厚度均匀的柔性材料；

对所述柔性材料进行烘烤处理，形成柔性层。

步骤105，在所述柔性层上采用微纳技术加工出多个第二支撑台；

步骤106，在所述第二支撑台上加工第二电极层，具体包括：

采用磁控溅射技术在所述柔性层和所述第二支撑台表面覆盖一层导电材料；

采用刻蚀技术将所述柔性层上的导电材料去除，形成第二电极层。

步骤107，将所述柔性层从所述玻璃基板上剥离，得到上电容层，所述上电容层包括柔性层、第二支撑台和第二电极层；

步骤108，将所述上电容层和所述下电容层进行组装，相邻两个所述第一支撑台之间构成一个容纳空间，当所述柔性层受到一个指向所述第一基板的力时，所述第二支撑台进入所述容纳空间；所述第二支撑台进入所述容纳空间后，所述第二支撑台的一个面和相邻所述第一支撑台的一个面之间形成电容结构；所述第一支撑台和所述第二支撑台是形状相同的梯形结构，所述第一支撑台的台面所处的直线和所述第二支撑台的台面所处的直线的距离小于1mm。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种触控传感器，其特征在于，包括：第一基板、第一支撑台、第一电极层、柔性层、第二支撑台、第二电极层；

多个所述第一支撑台立于所述第一基板上，所述第一电极层覆盖在所述第一支撑台表面；

多个所述第二支撑台立于所述柔性层上，所述第二电极层覆盖在所述第二支撑台表面；

所述第一基板和所述柔性层平行设置，且不接触；

所述第一支撑台和所述第二支撑台均为梯形结构；

相邻两个所述第一支撑台之间构成一个容纳空间，当所述柔性层受到一个指向所述第一基板的力时，所述第二支撑台进入所述容纳空间；所述第二支撑台进入所述容纳空间后，所述第二支撑台的一个面和相邻所述第一支撑台的一个面之间形成电容结构。

2.如权利要求1所述的触控传感器，其特征在于，所述第一基板为硬质材料，所述第一支撑台和所述第二支撑台均为绝缘材料，所述第一电极层和所述第二电极层均为导电材料。

3.如权利要求2所述的触控传感器，其特征在于，所述柔性层的材料为聚酰亚胺，所述第一基板的材料为玻璃，所述第一电极层的材料为钼、铝、银、铜、氧化铟锡中的一种或多种，所述第二电极层的材料为钼、铝、银、铜、氧化铟锡中的一种或多种。

4.一种触控传感器的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

选择一个洁净的玻璃基板作为第一基板；

在所述第一基板上采用微纳技术加工出多个第一支撑台；

在所述第一支撑台上加工第一电极层，得到下电容层；所述下电容层包括第一基板、第一支撑台和第一电极层；

在另一个洁净的玻璃基板上加工柔性层；

在所述柔性层上采用微纳技术加工出多个第二支撑台；

在所述第二支撑台上加工第二电极层；

将所述柔性层从所述玻璃基板上剥离，得到上电容层，所述上电容层包括柔性层、第二支撑台和第二电极层；

将所述上电容层和所述下电容层进行组装，相邻两个所述第一支撑台之间构成一个容纳空间，当所述柔性层受到一个指向所述第一基板的力时，所述第二支撑台进入所述容纳空间；所述第二支撑台进入所述容纳空间后，所述第二支撑台的一个面和相邻所述第一支撑台的一个面之间形成电容结构；所述第一支撑台和所述第二支撑台是形状相同的梯形结构，所述第一支撑台的台面所处的直线和所述第二支撑台的台面所处的直线的距离小于1mm。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述在所述第一支撑台上加工第一电极层，具体包括：

采用磁控溅射技术在所述第一基板和所述第一支撑台表面覆盖一层导电材料；

采用刻蚀技术将所述第一基板上的导电材料去除，形成第一电极层。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述在另一个洁净的玻璃基板上加工柔性层，具体包括：

在另一个洁净的玻璃基板上旋涂一层厚度均匀的柔性材料；

对所述柔性材料进行烘烤处理，形成柔性层。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述在所述第二支撑台上加工第二电极层，具体包括：

采用磁控溅射技术在所述柔性层和所述第二支撑台表面覆盖一层导电材料；

采用刻蚀技术将所述柔性层上的导电材料去除，形成第二电极层。